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電子眼

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原理

人體的視網膜就像相機底片上的感光元件,能夠將光線轉變成一個個特殊訊號,這些訊號再透過電線般的視神經將訊號傳達到大腦產生影像。

人工電子眼(bionic eye),又稱為人造視網膜(retinal prosthesis),就是由一個個微小的電極組成的特殊感光元件,用來取代外層視網膜的功能。當光線照射時,植入的電子眼就會像正常的視網膜產生訊號,訊號沿著自身的視神經和大腦的轉換後,就可以產生”類似”視網膜的影像。透過訓練,病人得以感知周遭環境的變化,進一步改善並提升生活品質。

適應症

目前人工電子眼僅適用於色素性視網膜病變(retinitis pigmentosa)患者,且年齡大於25歲以上,過去視力良好但目前雙眼僅剩光感或無光感,並願意穩定追蹤者適用。老年性黃斑部病變的相關研究目前也正在進行中,期待未來能有更大的進展能造福廣大民眾。

手術方式

手術方式依照人工電子眼電極的植入部位,可以分成視網膜上植入型(Epiretinal Implants),視網膜下植入型(Subretinal Implants),以及脈絡膜上植入型(Suprachoroidal implants)。目前台灣引進且媒體上最為人所熟知的人工電子眼,是Argus II Retinal Prosthesis System,屬於視網膜上植入型電子眼,分別在2011年及2013年被歐洲及美國認證上市。目前手術植入的電極數量為60個,遠超過第一代的16個電極,因此大大加快了影像的辨識速度。使用Argus II Retinal Prosthesis System的患者須搭配影像眼鏡及處理器的使用,將訊號轉換成可以提供辨識的影像。然而受限於植入位置的解剖構造,電極的使用個數在目前的技術上會有所限制,而視網膜下植入型(Subretinal Implants)跟脈絡膜上植入型(Suprachoroidal implants)因為手術方式可以減少周邊視網膜的損傷,以及能夠植入較多的電極個數,將是未來研究發展持續努力的方向。

手術後復健

使用Argus II Retinal Prosthesis System的病人目前文獻研究顯示平均最佳矯正視力為20/1262,顯然是重度視覺障礙的視力標準,低視能的復健及輔助工具是必要的!此外,電子眼的訊號刺激會同時活化數個不同的神經元細胞,造成視覺的影像完全不同於真實的狀態。病人將感受到一團團大小明暗不等的光塊,因此在復健過程中,必須反覆測試每一個電極所造成的光感變化及位置,調整到最適大小刺激。另外,由於電子眼必須依靠影像眼鏡收集視覺影像產生回饋電極的訊號,因此在復健過程必須要不斷的練習手部與視覺空間的關係。